الطاقة والمواطنة:
تشكل الطاقة في العالم شريان الحياة و نمو اقتصادها لهذا يزداد الطلب العالمي عليها كل يوم. و من أجل تلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقة سوف يتطلب من جميع البلدان تبني تكنولوجيات الجيل الجديد في الوقت الذي تواصل فيه الاستثمار في فعالية الطاقة و في البدائل القابلة للتجديد للوقود الأحفوري البترول و مشتقاته .
إن تلبية الحاجات الطويلة الأجل للطاقة النظيفة في العالم سوف يتطلب تبني تكنولوجيات جديدة في نفس الوقت الذي يستمر فيه الاستثمار في زيادة فعالية الطاقة, و اعتماد البدائل القابلة للتجديد غير الوقود الأحفوري و كذلك الخيارات الأنظف للطاقة.
إن الطاقات المستعملة من طرف العالم متعددة و أهمها و أكثرها استغلالا هي الطاقة البترولية التي كانت و لا زالت هي سبب النزاعات الكبرى بين الدول و التسابق و الجري للسيطرة على منابعها .
و لكن مقابل ذلك نجد أنفسنا أمام مشكل التلوث و خطر الاحتباس الحراري :
ـ فما هي مشاكل التلوث و كيف يمكننا التقليص منها؟
كيف يمكننا إنقاذ الأرض من خطر الاحتباس الحراري؟
ما هو تأثير التلوث و الاحتباس الحراري على ثقب الأوزون؟
أهمية الطاقة في الحياة المعاصرة:
.1.1ما هو دور الطاقة الحرارية في حياة الإنسان؟
تلعب الطاقة الحرارية في الحياة اليومية للإنسان دورا فعالا و أساسيا. فاحتراق الوقود بأنواعه يمكننا من الحصول على الحرارة. فمن التسخين و التدفئة إلى تشغيل المحركات الّانفجارية إلى الصناعات المختلفة. و نحصل على الطاقة الحرارية من المحطات الحرارية و النووية و تحويل الطاقة الكهربائية.
.2.1النفط مصدر أساسي للطاقة:
v موارد النفط العالمي:
يتم تحديد قاعدة موارد النفط العالمية على أساس توفر ثلاث مواصفات:
لاحتياطي الثابت: يمثل الكميات التي تم اكتشافها و التي يمكن استخراجها حاليا.
نمو الاحتياطي: زيادة الاحتياط الناتجة عن تطوير تكنولوجيا الاستخراج من الحقول.
الاحتياطي غير المكتشف: النفط الذي ينتظر العثور عليه عبر التنقيب
يقدر مجموع الموارد النفطية في العالم بـ 2935 بليون برميل بين عامي 1995_2025,وهذا يضم تقديرات السوائل التي ينتج منها الغاز الطبيعي .ويتوقع أن ينمو استهلاك النفط بحلول سنة 2025إلى الضعف تقريبا.وحسب افتراضات النمو هذه .سيكون أقل من نصف مجموع مواردالنفط العالمية مستنفذا بحلول 2025.وهناك موارد كافية لتلبية الطلب العالمي المتنامي على النفط لغاية سنة 2025 .غير أن توزيع تلك الموارد ليس متوازنا حول العالم . فالبلدان الأعضاء في منظمة أوبك ,وهي تكتل مؤلف من إحدى عشرة دولة منتجة للنفط ( الجزائر، اندونيسيا، ايران، العراق، الكويت، ليبيا، نيجيريا، قطر، المملكة العربية السعودية، الامارات العربية المتحدة، فنزويلا ) تمتلك معظم الاحتياطي العالمي الثابت للنفط . و حسب تقديرات عام 2004، تبلغ حصة أوبك 69 بالمئة منها احتياطي النفط العالمي الثابت، أي ما يعادل 870 بليون برميل من أصل 1265 بليون برميل. كما أن ستة من أصل البلدان السبعة التي تمتلك أكبر احتياطيات الثابتة هي أعضاء في أوبك، و تملك وحدها 61 بالمئة من احتياطي النفط العالمي. علاوة على ذلك تسيطر دول الخليج على احتياطي النفط بين بلدان أوبك، و هي المملكة العربية السعودية، ايران، العراق، الكويت و الامارات العربية المتحدة، التي تملك حوالي 80 بالمئة من احتياطي أوبك الثابت من النفط.
تمتلك أمريكا الشمالية ( الولايات المتحدة و كندا و المكسيك ) 17 بالمئة من الاحتياطي العالمي الثابت.
v موارد الغاز الطبيعي:
ارتفعت موارد الغاز الطبيعي بشكل عام سنويا منذ السبعينات . واعتبارا من عام 2004. بلغت تقديرات مجملة النفط و الغاز لاحتياطيات الغاز الطبيعي 6076 تريليون قدم مكعب , وجاءت معظم الزيادة في احتياطات الغاز ,في السنوات الأخيرة , من العالم النامي كما أن حوالي ثلاثة أرباع الإحتياطي العالمي الثابت من الغاز الطبيعي عثر عليها في الشرق الأوسط و في الإتحاد السوفياتي السابق ,مع وجود حوالي 58 بالمئة من هذا الاحتياطي في روسيا و ايران و قطر مجتمعة .أما الاحتياطي المتبقي فمنتشر بصورة شبه متساوية بين مناطق العالم الأخرى.
ا
وعلى الرغم من المعدلات العالية للزيادة في استخدام الغاز الطبيعي في أنحاء العالم , وظلت النسب الإقليمية للاحتياط إلى الإنتاج عالية . فنسبة الاحتياطات إلى الإنتاج على المستوى العالمي تقدر بـ21سنة , لكن الإتحاد السوفياتي السابق يملك نسبة تقدر بـ76سنة وإفريقيا بحوالي 90سنة ,و الشرق الأوسط بأكثر من 100سنة.
ويقدر بأن ربع الغاز الطبيعي غير المكتشف موجود ضمن احتياطات غير مكتشفة من النفط .
ونتيجة إلى ذلك ,ومن المتوقع أن يأتي أكثر من نصف احتياطات الغاز الطبيعي غير المكتشف من الشرق الأوسط و الاتحاد السوفياتي السايق و شمال افريقيا.
2. الطاقات القابلة للتجدد و التكنولوجيات الجديدة :
.1.2لماذا يزداد الطلب على الطاقة ؟
إن الدول الصناعية و النامية تستعمل تشكيلة متنوعة من الطاقة الأولية مثل الطاقة الأحفورية (النفط و الفحم الحجري و الغاز الطبيعي)و الطاقة النووية و الطاقة القابلة للتجديد. لكنها تعتمد إلى حد كبير على النفط والفحم الحجري و الغاز الطبيعي .
بالإضافة إلى قضية الاحتياجات الحرجة للطاقة في قطاع النقل ,هناك حاجة إلى زيادة فعالية الطاقة في القطاعات الأخرى مثل المباني . فمع ازدياد عدد السكان وازدياد عدد المرافق التي تتطلب المزيد من الطاقة الكهربائية ,يزداد استهلاك الطاقة الخاصة بالمباني .
وستكون هناك حاجة إلى تكنولوجيات جديدة لأجل قيام جيل جديد من المباني يكون أكثر فعلية و راحة و سهولة في التشغيل و الصيانة.
تركز الأبحاث الحالية و على المدى الطويل ,على المباني التي لا تستهلك فيها الطاقة أبدا و التي يمكنها أن تنتج بمتوسط الأحوال ,طاقة أكثر مما تستهلك عن طريق الجمع بين تصاميم عالية الفعالية و بين خلايا الوقود و الطاقة الشمسية و الطاقة الحرارية الأرضية و غيرها من الطاقة الموزعة الأخرى و تكنولوجيات التوليد المشترك .
2.2.تطوير فعالية الطاقة و الطاقة القابلة للتجديد:
يقدر ما قد يكون للهيدروجين وللابتكارات القفازة الأخرى من أهمية على المدى الطويل بقدر ما سيبكون لمواصلة العمل على تحسين فعالية الطاقة التقليدية الأساسية و الاستثمار في الطاقة القابلة للتجديد من تأثير في المستقبل القريب .ويهدف العلماء و الباحثون في العالم المصنع إلى ابتكارات تسير فيها الصناعة بالطاقة النظيفة . فتكنولوجيات السيارات ,تكنولوجيات هجينة (كهرباء_بنزين وكهرباء_ديزل) و تكنولوجيات مواد خفيفة الوزن إضافة إلى تكنولوجيات وقود الهيدروجين . ويعتقد أن العديد من تلك التكنولوجيات سوف يؤمن اقتصادا في الوقود قبل وبعد إنزال السيارات العاملة على خلايا الوقود حيث من المتوقع دمج المواد الخفيفة الوزن و التكنولوجيات الهجينة في تصاميم السيارات العاملة على خلايا الوقود و تشجيع الدول الأبحاث و التطوير لمواصلة التقدم في تحسين فعالية الطاقة في الصناعات المختلفة وفي الأجهزة الكهربائية المنزلية , وفي المباني وفي نقل و توزيع الطاقة الكهربائية . وتدعم فعالية الطاقة والطاقة القابلة للتجديد أيضا بنشاط الأبحاث و التطوير لأجل تحسين الأداء و القدرة التنافسية لتشكيلة من تكنولوجيات إمداد الطاقة القابلة للتجديد مثل الرياح و الشمس و الحرارة الأرضية و الكتلة البيولوجية .فطاقة الرياح مثلا هي إحدى الطاقات استخداما و أسرع الطاقات القابلة للتجديد نموا في العالم . فمنذ تركيب هذه الطاقة سنة2000 ,زادت قدرة توليد الكهرباء بواسطة التوربينات الرياحية التي تم تركيبها في كثير من المناطق في العالم.
3.مصادر الطاقة:
1.3.هل يمكن الاستغناء عن مصادر الطاقة التقليدية ؟
في الوقت الحاضر وعلى الرغم من التقدم الكبير في التكنولوجيات , لا يتوقع أن يستبدل النفط و الغاز الطبيعي بصورة كبير ة في أنواع الوقود المستعملة خلال العقدين القادمين .فالنفط بصفة خاصة , سوف يظل , حسب ما هو متوقع , السائد في قطاع النقل حيث لا توجد في الوقت الحاضر أنواع وقود بديلة قابلة للمنافسة اقتصاديا .و على العكس من ذلك , فقد تم استبدال النفط بشكل كبير في قطاع الطاقة الكهربائية .فلقد هبط استخدامه في معامل توليد الكهرباء منذ السبعينات من القرن الماضي , وأصبح توليد الكهرباء باستخدام النفط يتم بنسبة ضعيفة جدا ,كما يتوقع أن يكون له دور صغير نسبيا في المستقبل.
لقد حدث نمو كبير في استخدام الغاز لتوليد الطاقة الكهربائية وعلى الأخص خلال السنوات العشر الأخيرة . فقد ازداد استهلاك الغاز لتوليد الكهرباء بنسبة معتبرة بين 1992_2002 بالمقارنة مع الزيادة بالنسبة للفحم والطاقة النووية وبنسبة أقل لإنتاج الكهرباء باستخدام مساقط المياه .
و المحتمل أن يتباطأ الطلب على الغاز الطبيعي في قطاع إنتاج الطاقة في المستقبل وعلى الأخص سنة2020 ,حينما ترتفع أسعار الغاز كما هو متوقع. و عندما تضاف القدرات الجديدة لإنتاج الطاقة الكهربائية باستخدام الفحم وتصبح قادرة على المنافسة اقتصاديا .وعلاوة على القوى الاقتصادية التي تؤثر على أشكال الطاقة المستخدمة ,فانه بامكان السياسات الحكومية التأثير على تنوع مصادر الوقود المستخدم و تؤدي إلى الابتعاد عن استخدام النفط و الغاز . فالعديد من الحكومات في العالم تطبق معايير قياسية لتطبيق استخدام الطاقة القابلة للتجديد ,منها على سبيل المثال زيادة النسبة المخصصة لإنتاج الطاقة الكهربائية من مصادر الطاقة القابلة للتجديد.
.ما هي مصادر الطاقة البديلة ؟
الطاقة الشمسية:
تستغل الطاقة الشمسية حاليا في أنحاء متعددة من العالم و يمكنها أن تؤمن أضعاف معدل الاستهلاك الحالي للطاقة في العالم اذا ما تم استغلالها بشكل صحيح.
يمكن استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء مباشرة أو للتسخين أو حتى للتبريد ,ولا يحد الإمكانيات المستقبلية للطاقة الشمسية سوى استعدادنا للاستفادة منها .وهناك طرق عديدة مختلفة لاستخدام الطاقة الشمسية . وعبارة “الطاقة الشمسية ” تعني تحويل ضوء الشمس إلى طاقة حرارية أو كهربائية لكي نستخدمها . إن نوعي الطاقة الشمسية الأساسيين هما:
• ” الفولطائية الضوئية ” : أي إنتاج الكهرباء من الضوء . ويكمن السر في هذه العملية في استخدام مواد شبه موصلة يمكن تكييفها لتطلق الكترونات ينتج عن تسريعها التيار الكهربائي.
• ” الطاقة الحرارية الشمسية ” : التي يمكن لها أن تؤمن الكهرباء و الماء الساخن للاستغلال المنزلي وذلك بتركيز مرايا مصانع الطاقة الحرارية الشمسية الضخمة ضوء الشمس في خط واحد أو نقطة واحدة . وتستخدم الحرارة التي تنتج عن هذه العملية لتوليد البخار .كما يستخدم البخار الحار و المضغوط جدا لتشغيل توربينات تقوم بتوليد الكهرباء .واستنادا إلى التقديرات ,فان قدرة مصانع الطاقة الحرارية الشمسية ستصل مع حلول 2020 في العالم إلى حوالي 30000 ميغاواط وهو ما يكفي لتزويد 30مليون منزل بالطاقة.
الطاقة الهوائية:
إن طاقة الرياح هو المصدر الذي يشهد النمو الأسرع في العالم وهي تقنية بسيطة أكثر مما توحي.فخلف الأبراج الطويلة, الرفيعة والشفرات التي تدور بشكل متواصل و مطرد يمكن أن تتحول الطاقة من جزء دوار عبر علبة تروس تعمل أحيانا بسرعة متغيرة إلى مولد كهربائي.
• طاقة الرياح اليوم:إن عقدين من التقدم التقني أديا إلى توربينات رياح متطورة جدا قابلة للتعديل و سرعة التركيب .إن توربين ريح واحد حديث هو أكثر قوة 100مرة مما كان يعادله منذ عقدين ,وتؤمن مزارع الرياح حاليا طاقة صرفة تعادل محطات طاقة تقليدية فمع بداية العام2004بلغت تجهيزات طاقة الرياح الشاملة مستوى 40300ميغاواط,ما يؤمن طاقة كافية لسد حاجيات حوالي 19مليون عائلة أوروبية متوسطة الاستهلاك ,وهو ما يقارب 47مليون شخص , وحاليا يمكن للرياح في المواقع القصوى أن تنافس المصانع الجديدة التي تعمل على الفحم الحجري كما يمكنها في بعض المواقع أن تنافس الغاز.
• طاقة الرياح في عام2020:مع نمو طاقة الرياح المجهزة بمعدل٪30 في السنوات القليلة الماضية, يصبح تأمين الرياح ٪12 من طاقة العالم في عام 2020هدفا واقعيا كليا .وهذا من شأنه أن يخلق مليوني فرصة عمل وأن يوفر أكثر من 10700مليون طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
وبفضل التحسينات التي تدخل باستمرار على حجم التوربينات العادية و قدرتها ,ويتوقع أن تتراجع كلفة طاقة الرياح في المواقع الجيدة في عام2020 بمعدل٪36 أقل من كلفتها في عام 2003 .
• طاقة الرياح بعد 2020:أن موارد الرياح في العالم واسعة جدا و موزعة جيدا في كافة المناطق و البلدان . ومع استخدام التكنولجيا الحالية , يمكن لطاقة الريح أن تؤمن حوالي 53000 تيراواط ساعةفي السنة .ويفوق هذا بمعدل مرتين طلب العالم المتوقع على الطاقة في عام 2020 وهو ما يترك مجالا هاما للنمو في الصيانة حتى بعد عقود من الآن.تملك الولايات المتحدة وحدها ما يكفي من الريح لتغطي أكثر من حاجاتها من الطاقة بمعدل 3مرات.
• ايجابيات الريح:
تحافظ على البيئة: ان خفض معدلات تغير المناخ الذي يتسبب بانبعاث ثاني أكسيد الكربون هو أهم ميزات توليد الطاقة بواسطة الرياح.كما أنه خال من الملوثات الأخرى المرتبطة بالوقود الأحفوري و المصانع النووية.
طاقة نظيفة: ان انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بتصنيع و تركيب و عمل توربين الهواء تكون مدة المعدل الوسطي لحياته و هو 20سنة ” تسترجع ” بعد تشغيله من ثلاثة الىستة أشهر. ما يعني عمليا أكثر من 19 سنة انتاج الطاقة من دون تكلفة بيئية.
سرعة في الانتشار : يمكن عدة أسابيع بناء مزرعة هواء مزودة برافعات كبيرة تعمل على تركيب أبراج التوربين و حجرات المحرك و الشفرات في أعلى قواعد من الإسنمت المسلح .
مصدر قابل للتجديد:تحرك الريح التوربينات مجانا و لا تتأثر بتقلبات أسعار الوقود الأحفوري.كما لا تحتاج للتنقيب أو الحفر لاستخراجها أو لنقلها إلى محطة توليد .ومع ارتفاع أسعار الوقود الأحفوري في العالم ,ترتفع قيمة طاقة الريح فيما تتراجع تكاليف توليدها.
قابلية الريح للتغير: أدت قابلية الريح للتغير إلى مشاكل أقل على المستوى ادارة شبكة الكهرباء مما توقع المشككون . ان التقلبات في الطلب على الطاقة و الحاجة إلى الحماية من فشل المصانع التقليدية تتطلب في الواقع مرونة في نظام شبكة أكثر من طاقة الريح ,وقد أظهرت التجربة الفعلية أن شبكات الطاقة الوطنية بمستوى المهمة المطلوبة منها .في الليالي التي تعصف فيها الريح على سبيل المثال،تؤمن توربينات الريح حتى ٪50من الطاقة في الجزء العربي من الدانمارك كما أن إنشاء شبكات متطورة يخفف أيضا من قابلية الريح للتغير عبر السماح للتغيرات في سرعة الريح في مناطق مختلفة بأن توازن كميات الطاقة المولدة في ما بينها.
• مستقبل طاقة الرياح: بالرغم من نمو طاقة الريح السريع مؤخرا ,مازال مستقبل هذه الطاقة غير مضمون و بالرغم من استخدام 50دولة اليوم لطاقة الريح ,إلا أن معظم التقدم تحقق بفضل جهود قلة منها,وعلى رأسها ألمانيا و اسبانيا والدانمارك .و ستحتاج الدول الأخرى إلى تحسين صناعات طاقة الريح لديها بشكل جذري إذا ما رغبت تحقيق الأهداف الشاملة .
و بالتالي فان توقع أن تشكل طاقة الهواء ٪12من الطاقة المستخدمة في العالم ,في عام 2020لا ينبغي أن يعتبر أمرا مؤكدا ,بل هدفا ممكنا نستطيع اختياره إذا ما رغبنا في ذلك.
] الطاقة المائية:
• توليد الكهرباء من المياه:إن هذه الطاقة هي طاقة المياه. تحتوي المياه المتحركة على مخزون ضخم من الطاقة الطبيعية، سواء كانت المياه جزءا من نهر أو أمواج في المحيط. فكروا في القوة المدمرة لنهر يتجاوز ضفتيه و يتسبب في فيضانات أو الأمواج الضخمة التي تتكسر على شواطئ ضحلة. يمكنكم عندئذ أن تتخيلوا كمية الطاقة الموجودة . يمكن تسخير هذه الطاقة و تحويلها إلى كهرباء علما أن توليد الطاقة من المياه لا يؤدي إلى انبعاث غازات التدفئة. كذلك هي مصدر طاقة قابلة للتجديد لأن المياه تتجدد باستمرار بفضل دورة الأرض الهيدرولوجية. و كل ما يحتاجه نظام توليد الكهرباء من المياه هو مصدر دائم للمياه الجارية كالجدول أو النهر. و خلافا للطاقة الشمسية أو طاقة الريح يمكن للمياه أن تولد الطاقة بشكل مستمر و متواصل بمعدل 24 ساعة في اليوم.
• طاقة الأمواج: يقدر المجلس العالمي للطاقة قدرة الموج على إنتاج الطاقة باثنين تيراواط في العالم, أي ضعف الإنتاج العالم الحالي من الكهرباء, و ما يعادل الطاقة التي تنتجها ألفي محطة نفط, غاز، فحم, و طاقة نووية.
يمكن أن تزيد الطاقة الإجمالية القابلة للتجديد في محيطات العالم على ما يفوق حاجة العالم الحالية للطاقة بخمسة آلاف مرة, إذا ما تم تسخيرها. في الواقع لا تزال هذه التقنية قيد التطوير. و من المبكر أن نقدر متى سنساهم بشكل فعال في مخطط الطاقة الشامل.
• طاقة النهر: في عام 2003 كانت المصانع الكهرومائية تنتج 16٪ من الكهرباء في العالم. تستغل هذه المصانع طاقة المياه التي تتحرك من مستوى عال إلى مستوى أدنى ( مياه تجري مع التيار نزولا مثلا) . و كلما اشتد الانحدار, تجري المياه بسرعة أكبر و تزيد القدرة على إنتاج الكهرباء. و لسوء الحظ , فإن السدود التي تتناسب مع محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة يمكن أن تغرق الأنظمة البيئية. كما ينبغي أيضا أخذ حاجات المجتمعات و المزارع و الأنظمة البيئية القائمة على مجرى النهر بعين الاعتبار , ولا يمكن الاعتماد على المشاريع المائية في فصول الجفاف و في فترات الجذب الطويلة عندما تجف الأنهار أو تنخفض كمية المياه فيها, لكن محطات توليد الكهرباء الصغيرة يمكن أن تنتج الكثير من الكهرباء من دون الحاجة إلى سدود كبيرة. و تصنف هذه المحطات بـ صغيرة جدا بحسب كمية الكهرباء التي تنتجها و تستفيد الأنظمة الكهربائية الصغيرة من طاقة النهر من دون أن تحول كمية كبيرة من المياه عن مجراها الطبيعي.
الطاقة الحيوية:
إن الطاقة الحيوية ( المعروفة بطاقة الكتلة الحيوية) هي استخدام المواد العضوية (نباتات, ….) كوقود بواسطة تقنيات كجمع الغاز و التغويز ( تحويل المواد الصلبة إلى غاز), و الإحتراق و الهضم ( للفضلات الرطبة ). اذا ما تم استخدام الكتلة الحيوية بشكل مناسب فانها تشكل مصدرا قيما للطاقة المتجددة, لكن معظمها يعتمد على كيفية انتاج وقود الكتلة الحيوية.
تتضمن بعض المصارد الهامة الكتلة الحيوية:
§ غاز الميثان ( معامل معالجة مياه البواليع )
§ النفايات الرطبة ( مسالخ, الطعام و تصنيع الطعام )
§ المنتجات الزراعية الثانوية الجافة ( ذرة, بقايا قصب السكر )
§ النفايات الصلبة المختلطة ( النفايات المنزلية و التشذيب )
§ المنتجات الحرجية الثانوية ( بقايا من نشر الخشب و العمليات الحرجية )
إن الإيجابية الأهم للطاقة الحيوية هي أنها تكاد لا تطلق غازات إذا ما استعملت بشكل صحيح. و بالرغم من احتراق وقود الكتلة الحيوية يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون و إلا أن الاثر الإجمالي على المناخ محدود, إذا ما استخدم الوقود الجديد كجزء من العملية.
و ثمة حالات حيث يتم حجز بعض غازات الدفيئة و استخدامها قبل ان تصل إلى الجو. فعندما تتحلل البقايا العضوية لعمليات التشذيب, على سبيل المثال تطلق غاز الميثان , و هو غاز دفيئة أقوى بكثير من ثاني أكسيد الكربون.
إن احتجاز الميثان و استخدامه كوقود يبقيه بعيدا عن الجو, و يولد الكهرباء من منتج نفايات . من فوائد الكتلة الحيوية الأخرى أنها مورد قابل للتجديد, يمكن استبداله أو زيادته كل عام, و إنها طريقة لتدوير النفايات و المياه الآسنة و تخفيف التلوث الناتج عن النفايات غير المعالجة.
4.الاستعمال الوجيه للموارد الطاقوية:
1.4.كيف يمكننا الحفاظ و الاستغلال الجيد للطاقة؟
في جميع قطاعات استخدام الطاقة هناك كمية كبيرة من الطاقة المهدورة.
إن تطوير تكنولوجيا الجيل القادم للطاقة مثل الهيدروجين من شأنه أن يخفض كثيرا الاعتماد الكلي على النفط و على الاخص في قطاع النقل. إن كون الهيدروجين حاملا للطاقة ليس مصدرا لها يجعل من الممكن انتاجه من جميع مصادر الطاقة الأولية بما في ذلك الغاز الطبيعي , و الفحم الحجري و الطاقة النووية, و الطاقة القابلة للتجديد . فبإمكان الهيدروجين دفع محركات تعمل بالاحتراق الداخلي النظيف للغاية , الأمر الذي سيخفض الانبعاثات من السيارات بنسبة تزيد 99 بالمئة. و عندما يستخدم الهيدروجين لتشغيل السيارات العاملة على خلايا الوقود, فإن فعاليته ستتضاعف عن فعالية المحركات التي تعمل اليوم بالبنزين, و بدون أي من انبعاثات الهواء المؤذية الواقع أن المنتجات الثانوية الوحيدة لخلايا الوقود هي المياه الصافية و بعض الحرارة المهدورة الزائدة. و يمكن أيضا استخدام خلايا وقود الهيدروجين في المنشآت الثابتة مثل تأمين الكهرباء للمنازل و المكاتب و مراكز التسويق و المباني الأخرى.
إن مواجهة التحديات العالمية بالنسبة للطاقة سوف تتطلب بذل جهود عالمية جازمة و مستدامة لعقود من الزمن. و على الدول الصناعية أن تقيم توازنا بين الإنتاج المتزايد للطاقة و بين الاستخدام النظيف و الفعال لها عن طريق تطوير شركات دولية و توسيعية و تنويع إمداداتها و تشجيع الأسواق التنافسية و تعزيز السياسات العامة السليمة. و ترتكز الجهود على التكنولوجيات الجديدة الواعدة بتغيير الطريقة التي تنتج بها الطاقة و تستهلكها.
2.4.كيف يمكننا تطوير الاستخدام العالمي للطاقة؟
سوف يستمر النمو السكاني في البلدان النامية بسرعة أكبر من باقي أنحاء العالم, و قد تصل نسبة سكان العالم المقيمين في المناطق النامية بحلول سنة 2030 إلى 81 بالمئة, وحسب توقعات الأمم المتحدة فإذا أضيف إلى ذلك التوسع الإقتصادي السريع الملحوظ للاسواق الناشئة , فإن النمو السريع للسكان سيقود إلى زيادة رهيبة في الطلب على الطاقة في العالم النامي.
و حسب توقعات مجلة مستقبل الطاقة العالمي 2004 الصادرة عن الوكالة الدولية للطاقة سيصبح الطلب
العالمي الأساسي على الطاقة بحلول سنة 2030 أعلى من مستويات سنة 2000 بمعدل الثلثين, بحيث يصل إلى 15.3 بليون طن من النفط سنويا, في نهاية الفترة المذكورة. حيث تتشكل نسبة 62 بالمئة من هذا الارتفاع في البلدان النامية. و إن استخدام الطاقة في العالم النامي سوف يرتفع إلى الضعفين تقريبا بحلول سنة 2025.
و حيث من المتوقع أن تعتمد الإقتصادات الناشئة أكثر فأكثر على الفحم الحجري و غيره من الوقود الأحفوري, سوف تساهم هذه الاقتصادات أكثر في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في أنحاء العالم مع زيادة طلبها السريع على الطاقة. و من المتوقع أن تساهم البلدان النامية في زيادة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة الثلثين, الأمر الذي سوف يساهم في ارتفاع حرارة الأرض عالميا حسب العديد من العلماء. فهناك أربع دول رئيسية هي اندونيسيا و الصين و الهند و البرازيل, سوف ينبعث منها وحدها بليوني طن من الكربون سنويا بحلول سنة 2010 مشكلة تحديا خاصا بالنسبة للتعاون الدولي حول قضايا المناخ.
و من المتوقع أن يساهم النمو المتفجر في آسيا بشكل كبير في ازدياد استخدام الطاقة من جانب العالم النامي, و أن يكون له التأثير الأكبر على الاستخدام العالمي للطاقة فيلعب عندئذ الدور الأكبر في تغيير اتجاه الميول الجيوسياسية للنفط. ففي البلدان الآسياوية النامية حيث يلاحظ معدل نمو سنوي في استخدام الطاقة بحدود 3 بالمئة, مقابل معدل 1.7 بالمئة في كامل الاقتصاد العالمي, يتوقع ان يزداد الطلب على الطاقة أكثر من الضعفين خلال العقدين القادمين. فحسب توقعات الوكالة الدولية للطاقة, سوف يشكل الطلب في هذه المنطقة نسبة 69 بالمئة من مجموع الزيادة المتوقعة في استهلاك العالم النامي, و حوالي 40 بالمئة تقريبا من مجموع الاستهلاك العالمي للطاقة.
فنمو آسيا الاقتصادي السريع, و انفجار التحضر و التوسع الكبير في قطاع النقل, و برامج مد شبكات الكهرباء الهامة سياسيا سيكون لها تأثير بليغ على اعتماد المنطقة على الطاقة المستوردة. فبغياب النمو الهام في إمدادات الطاقة القابلة للتجديد أو التكنولوجيات الجديدة للطاقة سوف يزداد استهلاك النفط الخام و الغاز الطبيعي في آسيا بصورة كبيرة ترافقه تحديات بيئية مماثلة.و إذا أخذنا بعين الاعتبار الموارد غير الكافية في المنطقة, و اعتماد المنطقة الكبير على الإمدادات المستوردة, من المتوقع أن آسيا سوف تحدث تأثيرا متزايدا على الشرق الأوسط و روسيا في السنوات القادمة.
و من الممكن أن نتوقع أن ترتفع واردات الصين من حوالي 1.4 مليون برميل سنة 1999 , إلى ما بين 3 و 5 مليون برميل في اليوم بحلول سنة 2010. و قد أثارت ذلك المخاوف في طوكيو و سيول و نيودلهي حول المنافسة, بل و حول إمكانية المواجهة في ما يخص إمدادات الطاقة و خطوط النقل.
.كيف نعالج النفايات الصناعية و نوفر الطاقة؟
إن احتراق النفايات بصورة عشوائية يهدر كثيرا من الطاقة و يتسبب في تلوث البيئة بصورة خطيرة. إلا أنه في نهاية القرن العشرين أنشئت مصانع خاصة لمعالجة النفايات و المواد البلاستيكية و معالجة الغازات المحترقة بهدف الاستفادة منها و تحويلها إلى مواد جديدة مفيدة و الاستفادة من حرارة الاحتراق.
معالجة الغازات المحترقة:
باستعمال مرشح و مواد كيميائية معينة يمكن تحويل نسبة كبيرة من الأحماض الغازية إلى أملاح و ماء في المثال التالي:
الحصيلة الطاقوية لمعالجة النفايات:
إن مصانع معالجة النفايات قد استطاعت استرجاع كثير من الطاقة المهدورة و التقليل من المخلفات العشوائية المؤثرة على البيئة سلبا. كما يظهر في المثال المرفق:
مثال: 1) t 300000 من بخار الماء:
ـ يستهلك منها مقدار 20٪ في تشغيل المصنع ذاته.
ـ يوفر منها 30٪ للسوق الخارجي.
ـ يستهلك منها 50٪ في إنتاج الكهرباء.
2) KWh 14 × 10 من الكهرباء:
ـ تحول 70٪ منها إلى الشبكة العمومية للكهرباء و يصرف الباقي في تحولات أخرى.
3) t 30000 من رماد الفحم الحجري.
4) t 2800 من رواسب المخلفات غير الصالحة.5.الأخطار المناخية و الإحتباس الحراري:
1.5.ظاهرة الإحتباس الحرا ري:
إن الإشعاعات الشمسية تؤثر في تسخين الأرض فتنبعث منها بالمقابل إشعاعات تحت الحمراء يضيع جزء منها في الفضاء الخارجي و يبقى الجزء الآخر في الغلاف الجوي الأرضي حبيسا في الكتل الغازية الموجودة به مثل غاز و و بخار الماء……. وهذا يؤدي بدوره الى ارتفاع درجة حرارة.
وتدعى الظاهرة بالاحتباس الحراري ونتيجة لتطور الصناعة و خاصة التي تعتمد على احتراق البترول فان الغازات المطروحة تشكل نسبة كبيرة في الغلاف الجوي مما يؤدي الى زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري مع مرور الزمن .ومنذ بداية العصر الصناعي لوحظ ارتفاع درجة حرارة الأرض .
وتدعى الظاهرة بالاحتباس الحراري ,ونتيجة لتطور الصناعة و خاصة التي تعتمد على احتراق البترول فان الغازات المطروحة تشكل نسبة كبيرة في الغلاف الجوي الأرضي مما يؤدي الى زيادة ظاهرة الأحتباس الحراري مع مرور الزمن .
ومنذ بداية العصر الصناعي لوحظ ارتفاع في تركيز الغازات ذات الإحتباس الحراري وقد زادت نسبة غاز كثيرا .كما ظهرت غازات جديدة نتيجة المخلفات الصناعية التي أوجدها الأنسان و لمعظم هذه الغازات مدة بقاء طويلة مما يشكل خطرا على الانسان و على البيئة.
2.5.ماهو خطر الاحتباس الحراري؟
لقد ارتفعت درجة حرارة الأرض منذ القرن و هذا الارنفاع مرتبط بنشاط الانسان .ومن المعقول انه في المستقبل اذا استمر انتشار الغازات ذات الاحتباس الحراري بنفس الوتيرة ,فان ارتفاع الحرارة سوف يزيد بـC °2 الى C °4 من الآن الى غاية 2010ومن المقلق خصوصا هو السرعة في زيادة الحرارة فقد تصبح غير ملائمة مع قدرة الأنظمة البيئية و المجتمعات الإنسانية التكيف مع الظروف الجديدة . توقعات جهوية متتابعة:
تبين الدراسات العلمية أن المناطق الأكثر تضررا في العالم هي افريقيا و آسيا الجنوبية .و يتخوف العلماء بتوقعات جهوية حول ارتفاع درجة الحرارة المناخية حيث تكون أكثر ارتفاعا في المناطق العليا القريبة من القطبين اذا يبلغ ضعف المتوسط الإجمالي .وهذه الآثار تكون أكثر خطورة في المناطق الواقعة تحت الخطوط الإستوائيةو يتجلى ذلك في ازدياد الظروف المناخية القصوى ( الإعصار, الجفاف, و الفيضانات ) ضاربة قبل كل شيء المناطق الأكثر عرضة للجفاف و الفيضانات مثل إفريقيا, آسيا الجنوبية, حيث تظل الزراعة المصدر الأساسي لموارد السكان و تخضع الاأنظمة البيئية إلى ضغوط شديدة و كذلك, فإن هذه الظاهرة تهدد انهيار الكثبان الجليدية عند القطبين الشمالي و الجنوبي للكرة الأرضية.
تحول الأنظمة البيئية:
تؤدي التغيرات المناخية كذلك إلى تحول تركيبة مجموع الأنظمة البيئية و توزيعها الجغرافي. حيث تنزلق المناطق المناخية نحو القطبين و نحو المناطق العالية بوتيرة سريعة جدا. فلا يقدر النبات و الحيوان المرتبط بها التكيف معها. و عموما فإن التنوع النباتي و الحيواني سوف يتناقص, غير أن الإنتاج الزراعي العالمي يمكنه أن يحافظ على مستواه الحالي برغم أن الوضعية الغذائية لبعض المناطق يمكنها أن تتدهور. و يمكن للمحاصيل الزراعية في المناطق التي تعاني تكرار موجات الجفاف أن تنخفض بنسبة تتراوح بين 10 ـ30 ٪ مع توقع تزايد مخاطر الفقر و المجاعة في هذه المناطق.
أزمة الحصول على الماء:
إن نسبة تساقط الأمطار قد تزايد في المتوسط, و لكن حسب توزيع متباين وفق المكان و الزمان. و تعاني اليوم 19 دولة من نقص الماء, في الشرق الأوسط و إفريقيا الشمالية أساسا. و يمكن لعدد هذه الدول أن يتضاعف من اليوم إلى غاية 2025. ففي جنوب شرق آسيا يزيد تساقط الأمطار أحيانا من الآثار المفسدة للرياح الموسمية. و يمكن أن يتفاقم مشكل الحصول على الماء. و تتوقع المنظمة الدولية للصحة ازدياد بعض الأمراض الخطيرة مثل الحمى الصفراوية و الطاعون.
أن ارتفاع درجة الحرارة بـ 3 إلى5 سوف يؤدي إلى انتشار حمى المستنقعات على رقعة تتراوح بين 4و17مليون كلم² إضافية مهددة نسبة 60٪ من سكان العالم مقابل نسبة 45٪الحالية.
3.5.كيف نتفادى كارثة ظاهرة الاحتباس الحراري ؟
إن تحليل الإحصائيات المتعلقة بطرح الغازات المتخلفة تبين المسؤولية التاريخية الكبرى للدول الغنية في زيادة الاحتباس الحراري .ومع ذلك فان تكاثر هذه الغازات موجود اليوم في الدول النامية .
إن النضال ضد الاحتباس الحراري لا يمكن أن ينظم إلا على مستوى عالمي ,بل لقد أصبح ذلك أثناء مؤتمر ريو مسألة سياسية دولية في حين أن التبني السياسي لهذه المسألة يظهر في شكل مساومة عالمية,حيث يحاول كل طرف أن يتخلص بلباقة من مسؤولياته ,معقدا بذلك أكثر فأكثر تطبيقات الإستراتيجيات ووسائل التنظيم الفعالة .
تاريخ الوعي بالخطر :
1827:وصف ظاهرة ارتفاع درجة الحرارة عن طريق الإحتباس الحراري .
1873:إنشاء المنظمة الدولية للأرصاد الجوية التي صارت في ما بعد منظمة الأرصاد الجوية العالمية.
1898:يقترح العالم الكيميائي السويدي س.ارهنيوس إن انتشار الاحتباس الحراري ,يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع متوسط حرارة الأرض .
1957:فتح العالم الأمريكي ج.بلاس النقاش حول مسؤولية الإنسان في التغير المناخي في هاواي و ألاسكا و انطلقت القياسات المنتظمة لغاز في الجو.
1967:تنبأ بعض العلماء بتضاعف تركيز غاز و ارتفاع متوسط درجة حرارة بـ 2.5
1979:المؤتمر الدولي الأول حول البيئة تحت رعاية المنظمة العالمية للأرصاد الجوية.
1988:إنشاء المجموعة ما بين الحكومات للخبراء حول تطور المناخ.
1990:أول تقرير للمناخ تمخص عن معاهدة تحدد إطار المفاوضات بين 137 دولة و المجموعة الأوروبية.
1992:توقيع الاتفاقية -إطار المعاهدة حول التغيرات المناخية (المؤتمر الأول للأطراف الموقعة في برلين حول تنفيذ الالتزامات المأخوذة في مؤتمر ريو.تؤكد وثيقة برلين مسؤولية الدول المصنعة.
1996:المؤتمر الثاني بجنيف للأطراف الموقعة شارك في صياغته 2000 عالم.
اتفاقية كيوتو:
من بين الاتفاقيات المختلفة للمفاوضات ندوة كيوتو التي تمثل منعطفا هاما في ما يخص حماية دولية للبيئة. لقد شارك في هذه الندوة أكثر من 10 آلاف مشارك من مختلف الآفاق حيث أدى 125 وزيرا بتصريحات خلال أكثر من أسبوع من المفاوضات الحادة تبنوا فيها توقيع اتفاقية صادقت عليها أكثر من 60 دولة في نوفمبر 1998.
و تضمن الاتفاقية لأول مرة أهدافا كمية صارمة للحد من نشر الغازات المتباينة حسب الدول. و ظهرت مبادرات أصيلة من جانب القطاع الخاص و المنظمات غير الحكومية التي تحاول إقامة تحالفات من أجل إيجاد مصالح متبادلة. و من جهة أخرى فإن ندوة الأمم المتحدة للتجارة و التنمية و المنظمات الحكومية المنظم لندوة ريو قد أنشأت في نوفمبر 1898 جمعية ترقية تجارة اصدارات دولية يتمثل طموحها في إنشاء بورصة دولية لتبادل رخص الانبعاثات تعمل في انتظار الإنشاء الرلاسمي لسوق مشترك بين الدول التي ستجعل منها تجربة نموذجية. و يمكن للشركات التي تريد طوعا الالتزام بهذا النهج أن تبدأ في تبادل عقود الانبعاث الغازي بداية من عام 2000
الرئيسية 
موضوع: بحث العلوم الفيزيائية تحت عنوان الطاقة والمواطنة 
